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首都高速道路都心環狀線延伸出的放射路線之一，連結至中央自動車道。道路法上的正式路線名稱是都道首都高速4號線，其定義為都心環狀線（三宅坂系統交流道 - [[]竹橋系統交流道]] - 神田橋系統交流道間）與八重洲線（神田橋系統交流道 - 西銀座系統交流道間），都道首都高速4號分岐線包含在都心環狀線（神田橋系統交流道 - 江戶橋系統交流道）。
大部分路段與甲州街道（國道20號）平行。三宅坂系統交流道與都心環狀線連接，西新宿系統交流道與中央環狀線連接，高井戶出入口與中央自動車道連接。
2007年（平成19年），完成西新宿系統交流道與中央環狀線的連結（北方向），接著2010年（平成22年）開通中央環狀線南向西新宿系統交流道 - 首都高速3號澀谷線大橋系統交流道。此外，若是由都心環狀線進入4號新宿線無法接入中央環狀線。
新宿出入口與代代木休息區之間，有一個呈90度直角的大彎，稱作「參宮橋急彎」（日语：参宮橋カーブ）[1]，由於車輛經此不易減速等原因常常發生交通事故[2][3]。事故數為首都高系統内的第1位（2003年度時共發生181次意外）。通過這裡要注意充份減速。（最高速度限制50km/h。）
- 4
| 出入口編號 | 施設名 | 接續路線名 | 起點里程 (km) |
備註 | 所在地 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| - | 三宅坂系統交流道 |  環狀線
|
0.0 | 千代田隧道 危險物裝載車輛禁止通行 |
千代田區 | |
| 401 | 外苑出入口 | 外苑東通 | 2.5 | 銀座、羽田方向出入口 | 新宿區 | |
| 402 | 外苑西通 | 3.0 | 高井戶、中央道方向出入口 | |||
| 澀谷區 | ||||||
| - | 代代木停車區 | - | 銀座、羽田方向 | 參宮橋急彎 | ||
| 403 | 代代木出入口 | 代代木公園方向 | 4.7 | 銀座、羽田方向出入口 | ||
| 404 | 新宿出入口 | 5.3 | 銀座、羽田方向出入口 入口為ETC專用 |
新宿區 | ||
| 405 | 5.5 | 自高井戶、中央道方向出口 | ||||
| - | 西新宿系統交流道 |  中央環狀線
|
連接中央道、高井戶方向 | |||
| 406 | 初台出入口 | 國道20號甲州街道 | 6.5 | 高井戶、中央道方向出入口 入口為ETC專用 |
澀谷區 | |
| 407 | 幡谷出入口 | 6.8 | 銀座、羽田方向出入口 入口為ETC專用 | |||
| 408 | 永福出入口 | 9.6 | 銀座、羽田方向出入口 | 杉並區 | ||
| 409 | 9.9 | 高井戶、中央道方向出入口 | ||||
| - | 永福本線收費站 | - | 銀座、羽田方向 | |||
| - | 永福停车区 | - | 銀座、羽田方向 | |||
| 411 | 高井戶出入口 | 東京都道14號新宿國立線 | 12.4 | 銀座、羽田方向出入口 | ||
| E20 中央自動車道 河口湖、岡谷、小牧方向 | ||||||
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| 區間 | 車道 上下線=上行線+下行線 |
最高速度 |
|---|---|---|
| 三宅坂系統交流道 | 4=2+2 | 40km/h |
| 三宅坂系統交流道～代代木出入口 | 60km/h | |
| 代代木出入口～新宿出入口 | 50km/h | |
| 新宿出入口～高井戶出入口 | 60km/h |
24小時交通量（台） 道路交通調查
| 區間 | 平成17（2005）年度 | 平成22（2010）年度 | 平成27（2015）年度 |
|---|---|---|---|
| 三宅坂系統交流道 - 外苑出入口 | 97,010 | 95,753 | 82,789 |
| 外苑出入口 - 代代木出入口 | 97,010 | 94,842 | 77,765 |
| 代代木出入口 - 新宿出入口 | 97,010 | 91,937 | 75,107 |
| 新宿出入口 - 西新宿系統交流道 | 97,010 | 80,168 | 64,295 |
| 西新宿系統交流道 - 初台出入口 | 108,906 | 105,158 | |
| 初台出入口 - 幡谷出入口 | 97,010 | 114,999 | 111,852 |
| 幡谷出入口 - 永福出入口 | 97,010 | 107,054 | 103,789 |
| 永福出入口 - 高井戶出入口 | 97,010 | 105,476 | 102,633 |
（來源：「平成22年度道路交通センサス （页面存档备份，存于互联网档案馆）」・「平成27年度全国道路・街路交通情勢調査 （页面存档备份，存于互联网档案馆）」（國土交通省網頁））
平日平均交通量（平成25年度）
平日平均（平成25年度）（交通流量圖首都高速道路株式會社WEB （页面存档备份，存于互联网档案馆））
- 區間最大：幡谷～初台105,830台/日
- 出入口及區間車輛數（台/日）
- 東行
- 中央道：35,230
- (35,230)
- 高井戶入口：8,250
- (43,480)
- 永福出口：1,520
- (41,960)
- 永福入口：4,460
- (46,420)
- 幡谷入口：3,900
- (50,320)
- 初台出口：2,090
- (48,230)
- Ｃ２流出（內回）：1,770
- Ｃ２流出（外回）：11,530
- (34,930)
- 新宿出口：1,960
- (32,970)
- 新宿入口：6,640
- (39,610)
- 代代木入口：970
- (40,580)
- 外苑出口：4,210
- (36,370)
- 外苑入口：3,030
- (39,400)
- Ｃ１流出（外回）：20,640
- Ｃ１流出（內回）：18,760
- 中央道：35,230
- 東行
- 西行
- Ｃ１流入（內回）：23,920
- Ｃ１流入（外回）：21,660
- (45,580)
- 外苑出口：3,380
- (42,220)
- 外苑入口：3,050
- (45,250)
- 代代木出口：1,160
- (44,090)
- 新宿出口：7,320
- (36,770)
- Ｃ２流入（內回）：12,150
- Ｃ２流入（外回）：2,000
- (50,920)
- 初台入口：4,690
- (55,610)
- 幡谷出口：3,970
- (51,640)
- 永福出口：3,320
- (48,320)
- 永福入口：6,730
- (55,050)
- 高井戶出口：11,020
- 中央道：44,030
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